Bevarelse af energi i Tundra Biome

På steder, hvor energi og ressourcer er knappe, skal organismer finde måder at konkurrere eller spare energi på for at overleve. Energi i et økosystem findes i flere former, herunder varme og lysenergi fra solen; kemisk energi i molekyler, såsom sukker, fedt, proteiner og kulhydrater; varme, der afgives af organismer under stofskiftet og mistes i miljøet og kinetisk energi eller bevægelsesenergi. At spare energi i et økosystem kan involvere en række strategier fra organismernes side, herunder minimering af varmetabet, lagring af kemisk energi, maksimering af opsamling af solenergi og begrænsning bevægelse.

Den arktiske tundra ligger i regioner lige syd for nordpolen og nord for taiga eller boreale skove, hovedsagelig mellem 55 og 70 grader nord. Nogle tundra-lignende steder findes også nær Antarktis, selvom de altid er sne- eller isdækkede og ikke sandt tundra. På grund af Jordens hældning ligger solen lavt i horisonten, og dens stråler skal rejse gennem mere atmosfære, inden de når tundraen, hvilket reducerer den samlede solenergi. Somrene i den arktiske tundra er korte - kun 50 til 60 dage - men omkring solhvervet skinner solen 24 timer eller næsten 24 timer i døgnet. På det tidspunkt kan tundraen modtage så meget solenergi som nogle tropiske områder. Vinteren trækker dog langt og mørkt, og dagene går næsten uden sol, eller solen stiger lige over horisonten i et par timer.

På grund af den lave solstråling og geografi er tundraen ekstremt kold om vinteren (gennemsnit -30 grader F) og har tendens til at være relativt kølig (37 til 54 grader F) om sommeren. Nedbør er lavt - kun 4 til 10 tommer om året - og falder normalt som sne eller is. Et permanent frossent underlag af jord kaldet permafrost gør dræning dårlig, og kolde temperaturer langsom fordampning og nedbrydning, så meget af den tilgængelige energi og næringsstoffer i tundraen findes i død organisk stof. I løbet af sommeren tø vises der mos, og et væld af blomstrende planter, sværme af insekter og millioner af fugle drager fordel af den flygtige periode med varme til at fylde mad. Inden vinteren vender tilbage, vandrer nogle fugle og pattedyr sydpå, men andre bliver for at udholde mørket og kølige temperaturer.

Tundraplanter og anden vegetation har en række tilpasninger til kulde, vind og lav solenergi. De har tendens til at være små og vokse lave for at få varme fra jorden, såsom lav og mos; de er mørke i farven - undertiden røde - for bedre at absorbere sollys; de koncentrerer meget af deres biomasse og madopbevaring i rødderne under jorden, hvor det er varmere; de kan fotosyntetisere eller udnytte solens energi ved lave temperaturer og svagt lys nogle, inklusive arktisk pil, har "hår" -dækkede blade til at fange i varmen; og de kan vokse i klumper eller måtter for at beskytte sig mod vind og kulde, såsom tuftet saxifrage. De fleste tundraplanter er stauder i stedet for enårige og holder bladene om vinteren for at spare energi; og nogle har skålformede blomster, der følger solens vej og koncentrerer solenergien. Tundraplanter fremskynder også reproduktionsprocessen ved at spire eller dele i stedet for at reproducere seksuelt, hvilket ville indebære mere tids- og energikrævende frøproduktion. Derudover hjælper tundra sne med at isolere planter mod kulde og vind.

Mange tundradyr sparer varmeenergi gennem deres kropsform. Lemminger og bjørne er for eksempel korte og trætte med korte haler, ører og lemmer; et lavt forhold mellem overflade og volumen betyder, at der slipper mindre varme ud af kroppen. Tundrapattedyr og nogle fugle har også tyk pels eller fjer, flere lag pels, vandtætte frakker eller fjer og / eller fjer eller pels på undersiden af ​​deres fødder for at holde varmen. Polarræven vikler sin buskede hale omkring sig selv som et tæppe, når den sover, og grizzly og isbjørne har en tykt lag fedt eller spæk under huden, som de arbejder hårdt for at akkumulere ved gorging i løbet af den korte somre. Mange tundra-dyr er mørke i farve for at absorbere solens energi, selvom nogle bliver hvide om vinteren for bedre at undgå rovdyr. Interessant nok er isbjørneskind og -hud faktisk ikke hvid. Pelsen - som er hul og isolerer godt - er klar og reflekterer hvidt lys, men tillader i det meste sollys, som absorberes af den sorte hud. Om vinteren sparer grizzlybjørne og arktiske jord egern energi ved at gå i dvale i huler i op til seks til otte måneder, mens karibou sænker deres stofskifte, moskusokse begrænser deres aktivitet, og myg erstatter væsker i deres kroppe med en naturlig slags frostvæske kaldet glycerol for at holde fra fryser.